[아르테미스2] 40억 년 전 소행성이 남긴 달 뒷면 흔적 첫 관측 나서

아르테미스2 우주비행사들이 6일 달 뒷면을 돌며 40억 년 전 소행성 충돌로 생긴 '오리엔탈레 분지' 등을 6시간 동안 관측한다. NASA 제공

오는 6일(현지시각) 미국항공우주국(NASA) 유인 달 탐사 미션 아르테미스2에 탑승한 우주비행사들이 달 뒷면을 지나는 6시간 동안 약 40억 년 전 소행성 충돌로 형성된 '오리엔탈레 분지(Orientale basin)' 관측에 나선다. 로봇 탐사선도 일부만 포착했던 이 분지를 인류가 처음으로 육안으로 확인하게 된다.

국제학술지 네이처는 4일(현지시각) 달 뒷면의 주요 관측 대상과 과학적 의미를 아르테미스2 임무 과학자들의 인터뷰를 종합해 보도했다.

달 뒷면은 앞면과 구조가 크게 다르다. 앞면에 광대한 용암 평원이 펼쳐진 반면 뒷면은 용암 평원이 거의 없고 지각이 두꺼우며 소행성·혜성 등이 충돌해 생긴 구덩이인 충돌 크레이터가 훨씬 많다. 다만 달과 태양의 현재 위치 관계상 햇빛이 비치는 구역은 달 뒷면의 약 20%에 그칠 전망이다. 나머지 80%는 그늘에 가려 육안 관측이 불가능하다.

과학자들이 가장 주목하는 관측 대상은 오리엔탈레 분지다. 달 남반구에 위치한 지름 930km의 거대 충돌 분지로 약 40억 년 전 태양계 초기에 소행성과 혜성이 집중적으로 쏟아진 시기인 '후기 대폭격(Late Heavy Bombardment)' 당시 형성된 크레이터 중 가장 크고 가장 최근 것이다. 

달 궤도를 도는 로봇 탐사선이 오리엔탈레 분지를 촬영한 적은 있지만 달 앞뒤 경계에 위치한 탓에 지구에서는 달이 궤도에서 약간 흔들릴 때 가장자리 일부만 간헐적으로 볼 수 있었다. 분지 전체를 인류가 육안으로 보는 건 이번이 처음이다. 

켈시 영 아르테미스2 달 과학 책임자는 "태양계 전체의 충돌 크레이터 형성 과정을 이해하는 기준 모델"이라고 설명했다. 제러미 한센 아르테미스2 우주비행사는 "몇 시간이고 바라볼 수 있을 것 같다"고 말했다.

추가 관측 대상으로는 중앙 봉우리가 솟은 지름 64km의 '옴 크레이터(Ohm crater)', 충돌 크레이터 전문가 엘리자베타 피에라초(Elisabetta Pierazzo)의 이름을 딴 지름 9km의 '피에라초 크레이터(Pierazzo crater)' 등이 있다. 달 표면의 미묘한 색상·밝기 변화와 태양광 각도에 따른 지형 인식 변화도 살핀다.

달 뒷면 선회 중에는 달이 태양을 가리는 약 1시간의 일식도 관측한다. 이 시간 우주비행사들은 태양 표면 바깥을 둘러싼 희미한 고온 가스층인 '코로나(corona)'를 촬영하고 운석이 달 표면에 부딪히는 순간 발생하는 섬광도 주시할 예정이다.

달에 가장 근접하는 지점에서 오리온 우주선은 달 표면 약 6600km 상공을 비행한다. 이때 달은 지구에서 보는 보름달보다 훨씬 크게 눈앞에 농구공을 갖다 댄 크기로 보인다.

[조가현 기자 gahyun@donga.com]